新型棉花秸秆排水体真空预压加固软基效果的研究

摘要

由于城市建设的发展和需求，大规模的围海造地工程在各地展开。工程用吹填软土特殊的性质决定了其作为软土地基的缺陷性，因此只有选择合适的技术对其进行加固处理才能解决软土地基的沉降和稳定性问题。目前，备受吹填软土地基加固工程青睐的方法主要是真空预压法。真空预压法离不开有效的竖向排水系统，而目前普遍使用的塑料排水板存在淤堵和弯折等技术性问题，高性能防淤堵塑料排水板在这种大规模的应用条件下，也面临着高成本的问题。
　　为解决上述问题，不仅需要排水体在技术上革新，也需要在选材上革新。因此，结合我国目前农业发展的实际情况，考虑选取棉花秸秆捆作为竖向排水体。棉花秸秆具有天然优良的骨架、镂空、吸附等特性，取材方便，成本低，用它做竖向排水体并应用到临时加固处理软土地基中，将取得显著的经济效益并且有效缓解秸秆废弃物的弃置焚烧问题。为更好的研究棉花秸秆捆作为竖向排水体真空预压加固处理软土地基的可行性和最终效果，本文展开了一系列针对棉花秸秆捆排水固结效果研究的试验，主要内容如下:
　　(1)进行土样的常规物理力学特性试验，得到土样的含水率、孔隙比、内摩擦角、粘聚力等基本参数。
　　(2)通过单根棉花秸秆捆以及棉花秸秆捆群室内模型试验，对棉花秸秆排水体系排水机理、排水性能与排水规律进行分析总结。包括:研究秸秆排水体系的排水工作机理与排水性能;基于轴对称固结理论，明确棉花秸秆的有效影响范围及其影响范围直径与秸秆捆直径之比（井径比n）的范围，以及秸秆涂抹区直径与秸秆直径之比(s)的范围，建立秸秆排水体排水固结模型，利用有限元软件进行数值模拟，从而研究其排水规律。同时对竖向棉花秸秆捆排水效果的影响因素进行定量研究，建立棉花秸秆捆的初始密度、直径、间距等与其排水固结效果的内在关联。
　　试验表明大直径小密度(ρ=0.0637g/cm3，d=45cm)的秸秆捆排水固结效果最佳，大而疏的排列方式下排水固结效果具有明显优势。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题依据与研究意义

1．2 国内外研究现状与发展

1．2．1 软土地基加固处理方法

1．2．2 真空预压排水固结法研究现状

1．2．2 秸秆废弃物再利用研究现状

1．3 本文主要研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 本文创新点

2 秸秆排水体真空预压试验方案

2．1 引言

2．2 室内模型试验研究目的与内容

2．3 试验方案设计

2．3．1 模型装置设计

2．3．2 监测、检测设计

2．4 试验方法以及相关工艺

2．5 基本物理力学试验

3 秸秆排水体室内模型试验效果分析

3．1 引言

3．2 单根秸秆捆排水固结效果分析

3．2．1 真空预压排水量分析

3．2．2 真空预压沉降量分析

3．2．3 真空预压真空度传递情况分析

3．2．4 试验后含水率综合分析

3．2．5 参数敏感性因素分析

3．3 秸秆捆群真空预压排水固结效果分析

3．3．1 秸秆捆群排水量分析

3．3．2 秸秆捆群沉降分析

3．3．3 秸秆捆群真空度传递情况分析

3．3．4 试验后含水率综合分析

3．4 本章小结

4 秸秆排水体排水模型构建

4．1 基本模型理论

4．2 模型构建要点

4．3 构建模型

5 基于Abaqus的秸秆捆排水固结数值模拟

5．1 固结模型相关理论及必要设计参数

5．2 基于Abaqus的秸秆捆排水固结有限元分析

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果